19,受弯构件挠度验算计算示例(精)
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挠度是指物体在受力或载荷作用下发生弯曲或变形后,其弯曲程度或位移量的度量。
在工程学和物理学中,挠度是一个重要的参数,用于衡量材料或结构在受力时的弯曲性能。
挠度通常用字母δ表示,单位可以是米(m)或毫米(mm),取决于所使用的单位制。
举例计算挠度:
假设有一根长度为L的横截面积为A的梁,位于两个支点之间,受到均布载荷q。
我们要计算在中点处的挠度。
1. 载荷作用下的挠度公式:
对于均布载荷作用下的梁,中点处的挠度可以用以下公式计算:
其中:
- δ是中点处的挠度;
- q是均布载荷的大小;
- L是梁的长度;
- E是梁的材料弹性模量;
- I是梁截面的惯性矩。
2. 示例:
假设有一根长度为3米的梁,截面积为0.01平方米,梁的材料具有弹性模量为200 GPa(2 × 10^11 N/m²),并且受到均布载荷为5000 N。
我们来计算中点处的挠度。
首先,计算梁截面的惯性矩I:
由于这是一根简单矩形截面的梁,其截面的惯性矩可以表示为:
其中b是矩形截面的宽度,h是矩形截面的高度。
假设该矩形梁的宽度b为0.1米,高度h为0.1米,则:
现在,代入挠度公式进行计算:
所以,在受到5000 N均布载荷的情况下,这根梁在中点处的挠度约为0.000153米,也可以
表示为约0.153毫米。
工程力学挠度计算公式在工程力学领域中,挠度是一个重要的参数,用来描述结构在受力作用下的变形情况。
挠度计算公式是工程师在设计和分析结构时必须掌握的基本知识之一。
通过挠度计算公式,可以帮助工程师预测结构在实际工作中的变形情况,从而确保结构的安全性和稳定性。
挠度计算公式的推导通常是基于梁的弹性理论。
在弹性理论中,假设结构受到的载荷是小幅度的,且结构材料具有线弹性特性。
根据这些假设,可以得到梁的挠度计算公式,其基本形式为:δ = (F * L^3) / (3 * E * I)其中,δ表示梁的挠度,F表示作用在梁上的外力,L表示梁的长度,E表示梁的弹性模量,I表示梁的惯性矩。
这个公式是工程力学中常用的简化形式,适用于许多工程实际问题的分析。
在实际工程中,为了更准确地计算结构的挠度,有时还需要考虑结构的边界条件、截面形状等因素。
对于不同形状和受力条件的结构,挠度计算公式可能会有所差异。
例如,对于悬臂梁、简支梁、悬臂梁等不同类型的梁,其挠度计算公式会有所不同。
除了梁的挠度计算公式外,对于其他类型的结构如板、壳、柱等,也有相应的挠度计算公式。
这些公式通常是基于结构的几何形状、材料性质和受力条件等因素推导而来的。
工程师在实际工作中需要根据具体情况选择合适的挠度计算公式,并结合有限元分析等方法进行结构的挠度分析。
总的来说,挠度计算公式是工程力学中的重要概念,对于工程师设计和分析结构具有重要意义。
掌握挠度计算公式可以帮助工程师更好地理解结构的变形特性,从而设计出更安全、稳定的工程结构。
在工程实践中,工程师需要灵活应用挠度计算公式,结合实际情况进行分析,确保结构的安全性和可靠性。
第五章 整体分析验算5.1 一般规定5.1.1 局部受压稳定折减系数钢桥在验算受压稳定性时,一般结构在屈曲前后仍在小变形假设范围内处于弹性状态,即弹性屈曲。
对于局部受压的板件,由于构件的弹性屈曲,对构件材料的标准值有所影响。
在计算时,需要考虑弹性屈曲引起的局部稳定折减,局部稳定折减系数ρ应按下列规定计算[3]:()020.4=1110.4=112p λρλρελ⎧≤⎪⎪⎧⎨⎪>++⎨⎪⎪⎪⎩⎩时:时: (5-1)()00.80.4p ελ=- (5-2)1.05p p b t λ⎛== ⎝ (5-3) 式中:p λ——相对宽厚比; t ——加劲板的母板厚度;y f ——屈服强度; E——弹性模量;cr σ——加劲板弹性屈曲欧拉应力;p b ——加劲板局部稳定计算宽度,对开口刚性加劲肋,按加劲肋的间距 b i计算;对闭口刚性加劲肋,按加劲肋腹板间的间距计算;对柔性加劲肋,按腹板间距或腹板至悬臂端的宽度i b 计算;k ——加劲板的弹性屈曲系数,可参考规范《公路钢结构桥梁设计规范》附录B 计算,计算如下。
参考规范《公路钢结构桥梁设计规范》附录B 规定,加劲肋和加劲板对弹性屈曲系数k 有很大的影响。
对纵向加劲肋等间距布置且无横向加劲肋布置的顶板和底板,其弹性屈曲系数k 可由式5-4、5-5计算:*4l l k γγ≥=时: (5-4)()()(()2202*011211l l l l l n a k n b a k n b αγαααδγγααδ⎧++⎛⎫⎪==≤ ⎪⎪+⎝⎭⎪<⎨⎪⎛⎫==>⎪ ⎪+⎝⎭⎪⎩时: (5-5)式中:n ——受压板被纵向加劲肋分割的板元数,1l n n =+; l n ——等间距布置纵向加劲肋根数;a ——加劲板的计算长度(横隔板或刚性横向加劲肋的间距);b——加劲板的计算宽度(腹板或刚性纵向加劲肋的间距);α——加劲板的长宽比,按时5-6计算:abα=(5-6) l δ——单根纵向加劲肋的截面面积与母板的面积之比, 按式5-7计算:l l Abtδ= (5-7)t ——加劲板的厚度;l A ——单根纵向加劲肋的截面面积;l γ——纵向加劲肋相对刚度,按式5-8计算:l l EIbDγ= (5-8)l I ——单根纵向加劲肋对加劲板的抗弯惯性矩;D——单宽板刚度,按式5-9计算:()32121Et D ν=- (5-9) ν——泊松比; t ——加劲板的厚度;E——弹性模量。
求挠度的公式在我们学习力学的奇妙世界里,求挠度的公式就像是一把神奇的钥匙,能帮我们打开理解结构变形的大门。
先来说说啥是挠度吧。
打个比方,你想象一下一根长长的钢梁,它在承受重物或者外力的时候,会发生弯曲,这个弯曲的程度就叫做挠度。
比如说,一座大桥在众多车辆通过时,桥身会有一定的下弯,这个下弯的量就是挠度啦。
那求挠度的公式到底是啥呢?常见的有梁的挠度公式,比如简支梁在均布荷载作用下的挠度公式:$y = \frac{5ql^4}{384EI}$ 。
这里的 q是均布荷载,l 是梁的跨度,E 是材料的弹性模量,I 是截面的惯性矩。
这几个参数啊,每一个都有它的重要性。
就拿弹性模量 E 来说吧,不同的材料它的值可不一样。
像钢材和木材,它们的弹性模量差别就挺大。
比如说我们盖房子,用钢材做梁和用木材做梁,在同样的受力情况下,产生的挠度就不同,因为它们的弹性模量不同呀。
再说说截面的惯性矩I 。
这就好比一个人的胖瘦,截面越大越厚实,惯性矩就越大,就越不容易弯曲,挠度也就越小。
我之前在一个建筑工地上就看到过这样的情况。
有两根柱子,一根粗一根细,承受着差不多的压力,结果那根细的柱子明显弯曲得更厉害,挠度大了好多,就是因为它的截面惯性矩小嘛。
还有那个均布荷载 q ,分布得越密集、量越大,对结构产生的影响就越大,挠度也就越大。
我记得有一次去参观一个工厂的仓库,里面堆放的货物不均匀,导致仓库的某一部分地板的挠度明显增大,走在上面都感觉有点不踏实。
而梁的跨度 l 就更好理解啦,如果梁很长,那稍微给点力可能就弯得厉害;要是短一些呢,相对就更结实,不容易变形。
总之,求挠度的公式虽然看起来有点复杂,但只要我们理解了每个参数的含义和作用,就能很好地运用它来解决实际问题。
无论是设计桥梁、房屋,还是分析各种结构的稳定性,这个公式都能发挥大作用。
所以啊,同学们,可别小瞧了这个求挠度的公式,它可是我们探索力学世界的重要工具呢!。
材料力学挠度计算公式材料力学是研究物体在外力作用下的变形和破坏规律的学科。
在工程实践中,我们经常需要计算材料的挠度,以便设计和分析结构的性能。
挠度是描述材料在外力作用下产生的弯曲变形程度的物理量,对于工程结构的稳定性和安全性具有重要意义。
在本文中,我们将介绍材料力学中常用的挠度计算公式,帮助读者更好地理解和应用这一知识。
在材料力学中,挠度的计算通常涉及到梁的弯曲理论。
对于简支梁和悬臂梁,其挠度计算公式可以分别表示为:简支梁的挠度计算公式为:\[ \delta = \frac{5qL^4}{384EI} \]其中,δ为梁的挠度,q为单位长度上的集中力或均布载荷,L为梁的长度,E 为弹性模量,I为截面惯性矩。
悬臂梁的挠度计算公式为:\[ \delta = \frac{FL^3}{3EI} \]其中,δ为梁的挠度,F为悬臂端点的集中力,L为梁的长度,E为弹性模量,I为截面惯性矩。
除了简支梁和悬臂梁外,我们还需要了解其他类型梁的挠度计算公式。
例如,对于悬臂梁上的集中力作用点处的挠度计算公式为:\[ \delta = \frac{FL^2}{6EI} \]对于两端固支梁的挠度计算公式为:\[ \delta = \frac{FL^3}{48EI} \]这些挠度计算公式在工程实践中具有广泛的应用,能够帮助工程师和设计师准确地预测和分析结构的变形情况,从而指导工程设计和施工。
在实际工程中,我们还需要考虑材料的非线性和几何非线性对挠度的影响。
对于这种情况,我们需要采用有限元分析等更为复杂的方法来进行挠度的计算。
在这里,我们不再详细介绍这些方法,但需要强调的是,在实际工程中,我们需要根据具体情况选择合适的挠度计算方法,以确保计算结果的准确性和可靠性。
总之,材料力学中的挠度计算是工程实践中的重要内容,它直接关系到结构的稳定性和安全性。
通过了解和掌握挠度计算公式,我们能够更好地理解结构的变形规律,为工程设计和分析提供有力的支持。
挠度验算计算书一、构件编号: L_1二、示意图:三、设计依据:《混凝土结构设计规范》 (GB 50010-2010)《砌体结构设计规范》 (GB 50003-2001)四、计算信息1. 几何参数截面宽度b = 400 mm截面高度h = 900 mm计算跨度l0 = 14000 mm2. 材料信息混凝土等级: C30 f tk = 2.010N/mm2E C= 3.00×104N/mm2纵筋种类: HRB400 E S= 2.00×105N/mm2受拉区纵筋实配面积 A S = 6500 mm2受压区纵筋实配面积 A S' = 6000 mm23. 计算信息纵向受拉钢筋合力点至近边距离 as = 50 mm2有效高度 h0 = h - as = 900 - 50 = 850 mm最大挠度限值 f0 = l0/3004. 荷载信息永久荷载标准值 q gk = 113.000 kN/m可变荷载标准值 q qk = 1.000 kN/m准永久值系数ψq = 0.500 kN/m五、计算过程1. 计算标准组合弯距值:M kM k = M gk+M qk = (q gk+q qk)*l02/24= (113.000+1.000)*14.0002/24= 931.000 kN*m2. 计算永久组合弯距值:M qM q = M gk+ψq*M qk = (q gk+ψq*q qk)*l02/24= (113.000+0.5*1.000)*14.0002/24= 926.917 kN*m3. 计算受弯构件的短期刚度:B S3.1 计算按荷载荷载效应的两种组合作用下,构件纵向受拉钢筋应力σSk = M k/(0.87*h0*A S)= (931.000×106/(0.87*850*6500)= 193.686 N/mm2σSq = M q/(0.87*h0*A S)= (926.917×106/(0.87*850*6500)= 192.836 N/mm23.2 计算按有效受拉混凝土截面面积计算的纵向受拉钢筋配筋率矩形截面积:A te= 0.5*b*h = 0.5*400*900 = 180000mm2ρte = A S/A te = 6500/180000 = 3.611%3.3 计算裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数ψψk = 1.1-0.65*f tk/(ρte*σSk)= 1.1-0.65*2.01/(3.611%*193.686)= 0.913ψq = 1.1-0.65*f tk/(ρte*σSq)= 1.1-0.65*2.01/(3.611%*192.836)= 0.9123.4 计算钢筋弹性模量与混凝土模量的比值αEαE = E S/E c= 2.00×105/3.00×104 = 6.6673.5 计算受压翼缘面积与腹板有效面积的比值γf'矩形截面:γf' = 03.6 计算纵向受拉钢筋配筋率ρρ=A S/(b*h0)=6500/(400*850)=1.912%3.7 计算受弯构件的短期刚度 B SB Sk = E S*A S*h02/(1.15*ψk+0.2+6*αE*ρ/(1+3.5*γf'))= 2.00*105*6500*8502/(1.15*0.913+0.2+6*6.667*1.912%/(1+3.5*0.000)) = 466.155×103 kN*m2B Sq = E S*A S*h02/(1.15*ψq+0.2+6*αE*ρ/(1+3.5*γf'))= 2.00*105*6500*8502/(1.15*0.912+0.2+6*6.667*1.912%/(1+3.5*0.000)) = 466.374×103 kN*m24. 计算受弯构件的长期刚度:B4.1 确定考虑荷载长期效应组合对挠度影响增大影响系数θρ'=A S'/(b*h0)=6000/(400*850)=1.765%当0<ρ'<ρ时,θ在2-1.6间线性内插得θ=1.6314.2 计算受弯构件的长期刚度 BBk = M K/(M q*(θ-1)+M K)*B Sk= 931.000/(926.917*(1.631-1)+931.000)*466154.694= 286.335×103 kN*m2Bq = B Sq/θ= 466373.735/1.631= 285.984×103 kN*m2B = min(B Sk,B Sq= min(286335.332,285983.894)= 285.984×103 kN*m25. 计算受弯构件挠度f max = (q gk+q qk)*l04/B/384= (113.000+1.000)*14.0004/285.984/384= 39.879mm ≤ f0=l0/300=14000/300=46.667mm,满足要求。
梁弯矩挠度计算范文梁是一种常见的结构元素,用于支撑和承受荷载。
在受力作用下,梁会发生弯曲现象,产生弯矩和挠度。
弯矩是指梁在作用力下产生的转矩,而挠度是指梁在受力作用下发生的变形。
弯矩和挠度的大小与梁的几何形状、材料特性、荷载大小等参数有关。
首先,我们需要了解梁的几何形状。
梁通常是长条形结构,其截面形状可以是矩形、圆形、梯形等。
在计算弯矩和挠度时,我们通常使用梁的截面性质来描述几何形状。
梁的截面性质包括截面面积、截面惯性矩和截面模量等。
截面面积是指梁截面的大小,用来描述梁的横向尺寸。
截面惯性矩是指梁截面对于横向轴的惯性矩,用来描述梁的抗弯刚度。
截面模量是指梁材料的抗弯强度,用来描述材料的弯曲能力。
这些截面性质可以通过梁截面的几何形状和材料特性来计算。
其次,我们需要了解梁受力的情况。
梁通常会受到集中力、均布力或分布力的作用。
集中力是指作用在梁上的一个集中力,均布力是指在梁上均匀分布的力,分布力是指作用在梁上的分布力。
这些力可以从结构设计中得到。
在计算弯矩和挠度时,我们需要使用梁的受力和几何形状的关系,即梁的弯矩方程。
梁的弯矩方程可以根据梁的几何形状和受力情况得到。
在得到弯矩方程后,我们可以利用该方程计算梁的弯矩分布。
弯矩分布是指梁各点的弯矩大小。
在计算弯矩分布时,我们通常会考虑梁的边界条件,如端点约束和边界约束。
边界条件可以根据梁的支座情况和约束情况来确定。
通过解弯矩方程和边界条件,我们可以得到梁的弯矩分布图。
最后,我们可以利用弯矩分布图计算梁的挠度。
挠度是指梁在受力作用下产生的变形,可以描述梁的刚度和变形情况。
在计算挠度时,我们可以使用梁的挠度方程。
梁的挠度方程可以通过梁的弯矩分布和材料特性来得到。
通过解挠度方程,我们可以得到梁的挠度图。
总结起来,梁的弯矩挠度计算是通过梁的几何形状、受力情况和材料特性来确定梁的弯矩分布和挠度图。
正确和准确地计算梁的弯矩和挠度对于设计工程结构具有重要意义。
在实际工程中,我们可以利用计算机软件对梁的弯矩挠度进行计算,以得到更准确的结果。